内容正文:
*第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
素养目标
1. 能利用串、并联电路的电流、电压的规律及欧姆定律得出串、并联电路中电阻的特点。知道串、并联电路电阻变大或变小的实质。(物理观念)
2. 能运用欧姆定律解决简单的串、并联电路问题,通过计算,掌握解答电学计算题的一般步骤。(科学思维)
3. 通过科学探究活动,培养理论联系实际、学以致用的科学思想。(科学态度与责任)
1. 串联电路中通过某个用电器或串联电路的电流,等于 电源两端电压 除以 各分电阻之和 。用公式表示为 I= 。
2. 几个电阻串联相当于增加了导体的 长度 ,所以串联电路的总电阻将 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
3. 并联电路的总电流等于各 并联支路中的电流之和 ,所以总电流 I= I1+I2=+ 。
4. 几个电阻并联相当于增加了导体的 横截面积 ,所以并联电路的总电阻将 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
5. 如图是电阻A、B的IU图象。由图可知:B电阻的阻值是 10 Ω;将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3 A时,A和B两端的总电压是 4.5 V;将电阻A、B并联后接入电路,当通过B的电流为0.2 A时,A两端的电压是 2.0 V。
6. 在图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个电流表的指针指在图乙所示的同一位置。则通过灯L1的电流I1= 0.2 A,通过灯L2的电流I2= 0.8 A,灯L1和L2的电阻之比为 4∶1 。
甲 乙
【判一判】
1. n个相同的电阻R1串联,总电阻R=nR1;n个相同的电阻R1并联,总电阻R=。 ( √ )
2. 并联电路中,当一条支路的电阻变大时,其所在支路和干路中的电流都变小,所有电压表和其他支路中的电流都不变。 ( √ )
【填一填】
3. 在如图所示电路中,电源电压为3 V,闭合开关S后,电流表示数为0.4 A,电压表示数为1 V,则R1接入电路的阻值是 2.5 Ω,将滑动变阻器R1的滑片向右移动,电流表示数变 大 ,电压表示数变 小 。
4. 一个电压恒定的电源,在其两端只接一只电阻值为12 Ω的电阻R1,电流是0.5 A。如果在电阻R1两端并联一个电阻值为8 Ω的电阻R2,并联电路的总电流为 1.25 A。若将R2改为与R1串联在原电路中,电路中的电流为 0.3 A。
运用欧姆定律解决串联电路中的问题
某天,王师傅在修理一些电子仪器时,需要一个10 Ω的电阻,但不巧手边没有这种规格的电阻,只有一些5 Ω的电阻,那么可不可以把几个5 Ω的电阻组合起来代替10 Ω的电阻呢?如果可以,又该怎么组合呢?
串联电路中,串联的电阻越多,总电阻有什么变化?为什么?
答案:电阻串联后相当于增加了导体的长度,故串联后的电路的总电阻变大,如图所示。
在串联电路中,各电阻分担的电压与其电阻成什么样的关系?
答案:正比关系。
在如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。开关S闭合,灯L正常发光,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则下列说法正确的是( B )
A. 电压表的示数变大,灯L变亮
B. 电压表的示数变小,灯L变暗
C. 电流表的示数变大,灯L变暗
D. 电流表的示数变小,灯L变亮
利用欧姆定律解决问题时,首先要明确电路的连接方式,若电路是串联电路,则电路中的电流I=,然后根据电路中的电阻是否变化,做进一步的分析。
解析: 由题图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测串联电路的电流,则通过滑动变阻器的电流即串联电路的电流I=。当滑片向右移动时,R滑变大,串联电路的电流即电流表示数变小;灯泡两端的电压U灯=IR灯变小,灯泡变暗,电压表的示数变小,B正确。
1. 如图所示,开关S闭合时,电压表的示数为9 V,开关S断开时,电压表的示数为3 V。则R1与R2的关系是( A )
A. 2R1=R2 B. R1=3R2
C. R1=2R2 D. 3R1=R2
2. 如图甲所示的电路中,电源电压恒为12 V,滑动变阻器铭牌上标有“100 Ω 0.5 A”字样,图乙为R1的IU图象,则R1的阻值为 20 Ω。当电路中的电流为0.2 A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为 40 Ω。为了不损坏滑动变阻器R2,其接入电路的阻值应不小于 4 Ω。
甲 乙
运用欧姆定律解决并联电路中的问题
并联电路中,并联的电阻越多,整个电路的电阻有什么变化?为什么?
答案:电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,故并联的电阻越多,整个电路的电阻减小,如图所示。
为什么用电器与导线(其电阻几乎为零)并联会短路?会导致什么后果?
答案:在电路中,把一段导线并联在用电器两端,导线的电阻几乎为零,由欧姆定律可知导线中电流极大,导致没有电流通过用电器,造成用电